JPH0669625B2 - Automatic welding method for square members - Google Patents

Automatic welding method for square members

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JPH0669625B2
JPH0669625B2 JP1126723A JP12672389A JPH0669625B2 JP H0669625 B2 JPH0669625 B2 JP H0669625B2 JP 1126723 A JP1126723 A JP 1126723A JP 12672389 A JP12672389 A JP 12672389A JP H0669625 B2 JPH0669625 B2 JP H0669625B2
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祐司 杉谷
尚弘 玉置
健一郎 山下
秀明 金山
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JFE Engineering Corp
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Fujikoshi KK
Nippon Kokan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば柱と梁との接合部に使用される仕口コ
ア等のごとき角型部材の自動溶接方法に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic welding method for a square member such as a joint core used at a joint between a column and a beam.

[従来の技術] 鉄骨構造物における仕口コアは、第9図及び第10図に示
すように、鉄骨柱とH形鋼等の鋼製梁との接合部に使用
されるものであり、図において、30は仕口コア、34は鉄
骨柱、36は鋼製梁である。
[Prior Art] A joint core in a steel structure is used at a joint between a steel column and a steel beam such as H-section steel as shown in Figs. 9 and 10. In the above, 30 is a connection core, 34 is a steel column, and 36 is a steel beam.

このような仕口コア30は、一般に四角形の角型コラム31
と、このコラム31の上下両端に溶接され、梁36からの応
力を伝達するためのダイヤフラム32とから構成されてい
る。コラム31とダイヤフラム32の継手は通常、突合せ継
手であり、その開先33の形状は第11図に示すようにレ字
型が普通である。このような開先33に多層盛溶接を行っ
て仕口コア30を製作する。なお、第11図において38はバ
ッキングである。
Such a joint core 30 generally has a rectangular rectangular column 31.
And a diaphragm 32 welded to the upper and lower ends of the column 31 for transmitting the stress from the beam 36. The joint between the column 31 and the diaphragm 32 is usually a butt joint, and the shape of the groove 33 thereof is generally a L-shape as shown in FIG. The joint core 30 is manufactured by performing the multi-pass welding on the groove 33. In addition, in FIG. 11, 38 is a backing.

そして、仕口コア30のダイヤフラム32の面に柱34の端面
を溶接し、一方、ダイヤフラム32の辺とコラム31の面に
梁36の端面を溶接することにより、鉄骨構造物を構築し
ている。
Then, the end face of the column 34 is welded to the surface of the diaphragm 32 of the joint core 30, while the end face of the beam 36 is welded to the side of the diaphragm 32 and the face of the column 31, thereby constructing a steel structure. .

上記の仕口コア30は比較的単純な形状をしているが、角
型コラム31とダイヤフラム32との溶接線はコラム31の辺
にあたる直線部とコーナー部にあたる円弧部の組合せで
ある。したがって、特にコーナー部での溶接が難しいた
め、従来は、直線部とコーナー部に分けて半自動溶接に
より別個に溶接していた。しかし、直線部とコーナー部
を別個に溶接するのでは、能率が悪いうえに溶接ビード
の継目が多くなり、これが溶接欠陥の発生の原因となっ
たり、ビード形状の不良を招くおそれがあるなどの問題
があった。そこで、溶接の自動化が要請される。このた
め溶接ロボット等の利用が考えられるが、このような自
動溶接の場合においても、直線部とコーナー部では溶接
条件(溶接速度、電流等)を変更する必要があるばかり
でなく、一般に多層盛溶接となるため溶接プログラムの
作成に多大な時間、手数を要するという問題がある。さ
らに、コラム31は精度の面で常に良好とはいえず、この
ため溶接の自動化を一層困難なものにしている。
Although the joint core 30 has a relatively simple shape, the welding line between the rectangular column 31 and the diaphragm 32 is a combination of a straight line portion corresponding to the side of the column 31 and an arc portion corresponding to the corner portion. Therefore, since it is particularly difficult to weld at the corner portion, conventionally, the straight portion and the corner portion are separately welded by semi-automatic welding. However, if the straight part and the corner part are welded separately, inefficiency is increased and the seam of the weld bead increases, which may cause welding defects or lead to defective bead shape. There was a problem. Therefore, automation of welding is required. For this reason, it is possible to use welding robots. However, even in the case of such automatic welding, not only it is necessary to change the welding conditions (welding speed, current, etc.) at the straight line portion and the corner portion, but also in general for multi-layer welding. Since welding is used, there is a problem that it takes a lot of time and effort to create a welding program. Furthermore, the column 31 is not always good in terms of accuracy, which makes the automation of welding even more difficult.

[発明が解決しようとする課題] 仕口コア30における自動溶接で最も問題となるのは、コ
ラム31のコーナー部における溶接であることは明らかで
ある。その一つに、コーナー部における溶接速度の適正
化とビード形状の平滑化がある。すなわち、直線部と円
弧部を含む溶接線が鉛直面内に置かれる場合、コーナー
部の溶接速度が不適正であると直線部と同じビード高さ
が得られないばかりでなく、仮にその速度が適正である
としても仕口コアの回転時期がコーナーの円弧部上にア
ーク点が入ったと同時であれば溶融プールの重心位置が
アーク点より後方に離れているため、コーナー部におい
ては溶融プールは上進溶接の状態となり、このためビー
ドの断面形状が凸になりやすく、またビード高さが一様
でなく歪曲したりしてビード形状の平滑さを損う。そこ
で、この対策としては溶融プールをできるだけ小さく、
つまり溶融プールの重心位置をアーク点に近づけるよう
に小さくする必要があるとともに、コーナー部の溶接速
度への切替え時期つまり仕口コアの回転時期を考慮する
必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] It is clear that the most problematic problem in automatic welding of the joint core 30 is welding at the corner portion of the column 31. One of them is the optimization of the welding speed at the corners and the smoothing of the bead shape. That is, when a welding line including a straight line portion and a circular arc portion is placed in the vertical plane, if the welding speed at the corner portion is inappropriate, not only the same bead height as the straight line portion cannot be obtained, but also the speed is temporarily reduced. Even if it is proper, if the turning timing of the joint core is at the same time when the arc point enters on the arc part of the corner, the center of gravity of the molten pool is located behind the arc point. As a result of the upward welding, the cross-sectional shape of the bead is likely to be convex, and the bead height is not uniform and is distorted, which impairs the smoothness of the bead shape. Therefore, as a measure against this, make the molten pool as small as possible,
In other words, it is necessary to reduce the center of gravity of the molten pool so that it approaches the arc point, and it is necessary to consider the timing of switching to the welding speed at the corner, that is, the timing of rotation of the joint core.

したがって、本発明の目的は、仕口コアのごとき角型部
材の自動溶接において、特にコーナー部における溶接速
度の適正化及びビード形状の平滑化を図った自動溶接方
法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an automatic welding method in which the welding speed is optimized and the bead shape is smoothed, particularly in the automatic welding of a square member such as a joint core.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明に係る角型部材の自
動溶接方法は、溶接線が鉛直面内に置かれかつ直線部と
円弧部を含む角型部材の自動溶接において、溶接ロボッ
トと、角型部材を取り付けそれを所定角度回転する手段
を含むポジショナとを使用して開先を溶接し、この場合
において円弧部においては溶接電流値を直線部のときよ
り低くして溶接し、かつ直線部及び円弧部における溶接
速度をそれぞれv,vとし、また電極ワイヤの送給速
度をそれぞれvfs,vfcとすると、円弧部における溶接速
度vが次式を満足するように角型部材を溶接ロボット
の動作と同期させて回転させ、さらにその回転時期を溶
接時のアーク点が直線部から円弧部上にlの距離だけ入
った時とするものである。ここに、lはアーク点から溶
融プールの重心位置までの距離である。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an automatic welding method for a rectangular member according to the present invention is a rectangular member in which a welding line is placed in a vertical plane and includes a straight portion and an arc portion. In the automatic welding of, the welding groove is welded using a welding robot and a positioner including means for attaching a square member and rotating it by a predetermined angle. In this case, when the welding current value is a straight line portion in the arc portion. If the welding speed is made lower and the welding speeds in the straight line portion and the arc portion are respectively set to v s and v c, and the feeding speeds of the electrode wires are set to v fs and v fc , respectively, the welding speed v c in the arc portion is The square member is rotated in synchronism with the operation of the welding robot so as to satisfy the following formula, and the rotation timing is set when the arc point during welding enters from the straight line portion to the arc portion by a distance of l. Is. Here, 1 is the distance from the arc point to the center of gravity of the molten pool.

ただし、hは溶接ビードの高さ、rは上記円弧部の第
i層目の溶接ビードの内周半径である。
Here, h is the height of the weld bead, and r i is the inner circumference radius of the weld bead of the i-th layer of the arc portion.

[作用] ポジショナに取り付けられた角型部材に対し溶接ロボッ
トで開先を溶接する。この場合において、溶接線は鉛直
面内に置かれかつ直線部と円弧部を含む。そして、その
直線部に対して、溶接電流値I,ワイヤ送給速度vfs
及び溶接速度vで溶接し、円弧部に対して上記I
り低い溶接電流値I,同様に上記vfsより遅いワイヤ
送給速度vfc及び上記vに対し溶接電流値を低下した
ことに伴うワイヤ送給速度の変化分を見込んで補正した
溶接速度v,具体的には上記(1)式を満足するような
溶接速度vで溶接する。すなわち、円弧部において溶
接電流値を直線部のときよりも低くすれば溶融プールが
小さくなってその重心位置がアーク点に近づくため、上
進溶接の状態をほとんど解消できる。しかしながら、溶
接電流値を低くすればワイヤ送給速度も当然、円弧部で
は遅くなるので、ビード高さを同一にするにはワイヤ送
給速度の変化分を見込んで溶接速度を補正する必要があ
る。この結果、円弧部においてもビード高さは変わら
ず、かつビード形状の平滑さを保つことができる。
[Operation] The groove is welded to the square member attached to the positioner by the welding robot. In this case, the weld line lies in the vertical plane and includes straight and circular sections. Then, with respect to the straight line portion, the welding current value Is , the wire feeding speed vfs
And welded at a welding speed v s, decreased welding current values for the I s lower welding current value I c, likewise the v slower than fs wire feed rate v fc and the v s with respect to the circular arc portion especially involving wire feed rate welding speed v c for the variation was expected in correction, specifically welded at welding speed v c that satisfies equation (1). That is, if the welding current value at the arc portion is made lower than that at the straight portion, the molten pool becomes smaller and the position of the center of gravity approaches the arc point, so that the state of upward welding can be almost eliminated. However, if the welding current value is lowered, the wire feeding speed is naturally slower in the arc portion. Therefore, in order to make the bead height the same, it is necessary to correct the welding speed in consideration of the change in the wire feeding speed. . As a result, the bead height does not change even in the arc portion, and the smoothness of the bead shape can be maintained.

さらに、円弧部の溶接の際、ポジショナは溶接ロボット
と同期して動作する。したがって、溶接トーチが直線部
から円弧部の始点を越えてlの距離だけ入った時に角型
部材をポジショナにより所定角度回転させる。そうする
と、溶融プールの重心位置における接線が常に水平とな
るため、上述の作用で溶融プールが小さくなることと相
俟って上進溶接の状態が完全に解消できる。この結果、
円弧部でのビード形状は確実に平滑になる。上記lはア
ーク点から溶融プールの重心位置までの距離であり、主
として溶接電流値に関係する。このため、lを決定する
にあたっては試し溶接でそれを求めておく必要がある。
Further, during welding of the arc portion, the positioner operates in synchronization with the welding robot. Therefore, when the welding torch enters a distance of 1 from the straight line portion beyond the starting point of the circular arc portion, the square member is rotated by a predetermined angle by the positioner. Then, since the tangent line at the center of gravity of the molten pool is always horizontal, the state of the upward welding can be completely eliminated in combination with the reduction of the molten pool due to the above action. As a result,
The bead shape at the arc is surely smooth. The above l is the distance from the arc point to the position of the center of gravity of the molten pool, and is mainly related to the welding current value. Therefore, in determining l, it is necessary to obtain it by trial welding.

次に、アーク点がその円弧部の終点に到達すると、同時
に溶接電流値を高くし、かつ溶接速度を上記vからv
へ切り替え、次の直線部をこの速度vで溶接する。
角型部材の回転はアーク点が円弧部の終点から距離lだ
け直線部に入った時に終了する。以後、同様の動作を繰
り返すことにより角型部材を全周連続で自動溶接するこ
とができる。
Then, an arc point reaches the end of its arc portion, to increase at the same time welding current values, and the welding speed from the v c v
s and weld the next straight part at this speed v s .
The rotation of the rectangular member ends when the arc point enters the straight line portion by the distance l from the end point of the arc portion. After that, by repeating the same operation, the square member can be automatically welded continuously around the entire circumference.

[実施例] 以下、本発明の一実施例を図により説明する。第1図
(a)〜(c)は仕口コアの溶接線を全周連続的に自動
溶接する場合の動作説明図、第2図はその1つのコーナ
ー部における仕口コアの回転時期を示した詳細な動作説
明図である。この場合、溶接線10は鉛直面内に置かれ、
直線部11a,11b,11c,11dとコーナー部12a,12b,12c,12dを
含むものである。溶接トーチ1は、この溶接線10に対し
て垂直でかつ後方または前方(紙面の表裏方向)に一定
の角度で傾斜しており、上記コーナー部ではその軸線が
コーナー部の曲率中心を向くように姿勢制御される。な
お、開先断面形状は全周について一様である。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) to 1 (c) are explanatory views of the operation in the case where the welding line of the joint core is continuously welded all around continuously, and FIG. 2 shows the rotation timing of the joint core at one corner thereof. FIG. 7 is a detailed operation explanatory diagram. In this case, the weld line 10 is placed in the vertical plane,
It includes straight portions 11a, 11b, 11c, 11d and corner portions 12a, 12b, 12c, 12d. The welding torch 1 is perpendicular to the welding line 10 and inclined rearward or forward (front and back direction of the paper) at a constant angle, and at the corner portion, its axis is directed toward the center of curvature of the corner portion. Attitude is controlled. The groove cross-sectional shape is uniform over the entire circumference.

第1図において、仕口コア30の断面の輪郭形状が破線で
示されており、仕口コア30は後述するようにポジショナ
に取り付けられ、溶接ロボットと同期して動作するよう
に制御される。
In FIG. 1, the contour shape of the cross section of the joint core 30 is shown by a broken line, and the joint core 30 is attached to a positioner as described later and is controlled so as to operate in synchronization with the welding robot.

第1図、第2図に基づいて溶接動作を説明する。まず、
溶接開始点Aを水平な直線部11aの適当な位置に設定す
る(第1図(a)参照)。この開始点A及び各々の直線
部とコーナー部との接続点B,C,D,…,Iの各位置は仕口コ
ア30の寸法あるいは溶接ロボットによるティーチングに
よって制御装置(図示せず)の記憶部に記憶されてい
る。また、上記lの距離も同様に記憶部に記憶されてい
る。また、これらの直線部及びコーナー部に対応して溶
接電流値が変更設定される。すなわち、コーナー部では
直線部のときIよりも低い値I(普通、10〜30%
減)に設定される。さらに、電極ワイヤ2の送給速度に
ついても直線部のvfsからコーナー部のvfcに変更設定
されるとともに、溶接電流値の低下に伴いワイヤ送給速
度も遅くなるため、コーナー部の溶接速度vを、上記
(1)式に従ってワイヤ送給速度の変化分を見込んで補正
するよう制御される。したがって、溶接開始点Aから第
1のコーナー部12aの始点Bまではあらかじめ設定され
た溶接速度vで溶接する。このときの溶接電流値はI
であり、ワイヤ送給速度はvfsである。次いで、第1
コーナー部12aの点Bからは溶接速度vに対し、上記
(1)式を満足する溶接速度vに変更し、点Bよりlだ
け第1コーナー部12aに入った位置Bにアーク点が達
した時に仕口コアの回転を開始して、第1コーナー部12
aの終点Cよりlだけ次の直線部11bに入った時に仕口コ
アの90°回転が終了するように溶接する。このときの溶
接電流値Iは直線部の溶接電流値Iより低い値であ
り、これに伴いワイヤ送給速度vfcも直線部のワイヤ送
給速度vfsより遅くなる。そのため、コーナー部におい
ても直線部と同じビード高さを得るため、溶接速度v
についてワイヤ送給速度の変化分を見込んだ補正をする
必要があるのである。なお、コーナー部の溶接の場合、
後述するように、同時に仕口コア30を90°回転させなが
ら溶接する。
The welding operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First,
The welding start point A is set at an appropriate position on the horizontal straight line portion 11a (see FIG. 1 (a)). The starting point A and the positions of the connecting points B, C, D, ..., I between the respective straight lines and corners are stored in a controller (not shown) by the size of the joint core 30 or the teaching by the welding robot. It is stored in the department. Further, the distance of l is also stored in the storage unit in the same manner. Further, the welding current value is changed and set corresponding to the straight line portion and the corner portion. That is, less than I s When the straight portion at the corner portion value I c (usually 10-30%
Reduced). Further, the feeding speed of the electrode wire 2 is also changed from v fs in the straight portion to v fc in the corner portion, and the wire feeding speed becomes slower as the welding current value decreases. v c above
According to the equation (1), it is controlled so as to compensate for the change in the wire feeding speed. Therefore, from the welding start point A to the starting point B of the first corner portion 12a is welded at a pre-set welding speed v s. The welding current value at this time is I
s and the wire feed rate is v fs . Then the first
To welding speed v s is the point B of the corner portion 12a, the
(1) Change in welding speed v c satisfying the formula, and starts rotating the Joint core when the arc point to a position B 1 that entered the first corner portion 12a of the point B by l reaches, first Corner 12
Welding is carried out so that the 90 ° rotation of the finish core is completed when entering the next straight portion 11b from the end point C of a by 1. The welding current value I c at this time is lower than the welding current value I s of the straight line portion, and accordingly, the wire feeding speed v fc is also slower than the wire feeding speed v fs of the straight line portion. Therefore, in order to obtain the same bead height at the corner portion as at the straight portion, the welding speed v c
It is necessary to make a correction in consideration of the change in wire feeding speed. In addition, in the case of corner welding,
As will be described later, welding is performed while simultaneously rotating the joint core 30 by 90 °.

次に、上記のコーナー部の溶接速度vを求めるにあた
って第3図を参照しながら説明する。まず、開先の断面
形状は直線部、コーナー部共に一様であるとする。
Next, description will be given with reference to FIG. 3 in obtaining the welding speed v c of the above corner portion. First, it is assumed that the groove has a uniform cross-sectional shape in both the straight portion and the corner portion.

直線部でビード高さhを得る溶接速度vで内面曲率半
径rのコーナー部を移動させたときの溶着量Wと、
該コーナー部で同じビード高さhを得るための溶接速度
で曲率半径rのコーナー部を移動させたときの溶
着量Wとの比は、次のように表される。
A welding amount W s when a corner portion having an inner surface radius of curvature r i is moved at a welding speed v s to obtain a bead height h in a straight line portion,
The ratio with the welding amount W c when the corner portion having the curvature radius r i is moved at the welding speed v c for obtaining the same bead height h at the corner portion is expressed as follows.

また、曲率半径rのコーナー部を速度v,ワイヤ送給速
度vで移動させたときの溶着量Wは、 であるから、 したがって、 となって、上記(1)式が得られる。
Further, the welding amount W when moving the corner portion of the radius of curvature r i at the speed v and the wire feeding speed v f is Therefore, Therefore, Thus, the above equation (1) is obtained.

いま、仮にワイヤ送給速度を直線部、コーナー部共に同
一で、溶接速度のみを変えた場合、上式においてvfc
fs=1であるから、このときのコーナー部の溶接速度
coは、 となる。したがって、ワイヤ送給速度が一定の場合、
(2)式に従ってコーナー部の溶接速度を制御すれば、コ
ーナー部のビード高さhを直線部と同じにすることがで
きる。しかしながら、コーナー部の溶接は一般に上進溶
接の状態となる。これを第4図、第5図について説明す
る。
Now, if the wire feeding speed is the same for both the straight and corner portions and only the welding speed is changed, v fc /
Since vfs = 1, the welding speed vco at the corner at this time is Becomes Therefore, if the wire feed rate is constant,
If the welding speed of the corner portion is controlled according to the equation (2), the bead height h of the corner portion can be made equal to that of the straight portion. However, the corner welding is generally in the state of upward welding. This will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

アーク溶接において、アーク点3と溶融プール4の重心
位置Gとは第4図に示すように一致せず、後方に多少離
れている。この距離lは主に溶接電流値に関係し、溶接
電流値I=250Aで、l=5〜6mm位である。したがっ
て、あるコーナー部のR止まり(直線部と該コーナー部
との接続点)にアーク点3が到達した時に仕口コア30が
回転を始めるとすると、第5図(a)に示すように、溶
融プール4の重心位置Gにおける接線5は水平となら
ず、水平線6との間に傾斜角α(≒l/r)を持つ。
In arc welding, the arc point 3 and the center of gravity G of the molten pool 4 do not match as shown in FIG. This distance 1 is mainly related to the welding current value, and the welding current value I = 250 A and 1 = 5 to 6 mm. Therefore, assuming that the joint core 30 starts to rotate when the arc point 3 reaches the R stop at a certain corner portion (the connection point between the straight portion and the corner portion), as shown in FIG. The tangent line 5 at the center of gravity position G of the molten pool 4 is not horizontal, and has an inclination angle α (≈l / r i ) with the horizontal line 6.

また、当該コーナー部における傾斜角αを図示すると第
5図(b)のようになる。図中、vは隣接直線部の溶
接速度である。
The inclination angle α at the corner is shown in FIG. 5 (b). In the figure, v s is the welding speed of the adjacent straight line portion.

このように溶融プール4の重心はコーナー部において常
に上り勾配にさらされ、このため上進溶接の状態のよう
になり、第6図(a)に示すようにビード7の断面形状
が凸になりやすく、また同図(b)に示すようにビード
高さhが直線部と同じ高さにならず歪曲することとな
る。
In this way, the center of gravity of the molten pool 4 is always exposed to the upward gradient at the corners, and thus the state of upward welding is produced, and the cross-sectional shape of the bead 7 becomes convex as shown in FIG. 6 (a). In addition, the bead height h is not the same as that of the straight line portion and is distorted as shown in FIG.

したがって、コーナー部では溶接電流値を低くすること
によって、溶融プール4ができるだけ小さくなるように
し、これによって溶融プール4の重心位置Gをアーク点
3に近づける。さらに、仕口コア30の回転時期をアーク
点3が直線部11aからコーナー部12aに入った点Bに到
達した時とすることにより、溶融プール4の重心位置G
における接線5が常に水平となり、上進溶接の状態を完
全に解消することができる。この結果、上述したような
ビード形状の不具合を生ぜず、ビード形状は平滑なもの
となる。もちろん、ビード高さは変化しない。
Therefore, by lowering the welding current value at the corner portion, the molten pool 4 is made as small as possible, thereby bringing the center of gravity position G of the molten pool 4 close to the arc point 3. Further, by setting the rotation timing of the finish core 30 to be the time when the arc point 3 reaches the point B 1 where the arc portion 3 enters the corner portion 12a from the straight portion 11a, the center of gravity position G of the molten pool 4 is determined.
The tangent line 5 at is always horizontal, and the state of upward welding can be completely eliminated. As a result, the bead shape becomes smooth without causing the above-mentioned problem of the bead shape. Of course, the bead height does not change.

よって、本発明においては、コーナー部で溶接電流値を
低くするとともに、それによるワイヤ送給速度の変化分
を加味した。上記(1)式に従う溶接速度vとし、かつ
仕口コア30の回転時期をコーナ部上に所定の距離lだけ
入った時としたものである。
Therefore, in the present invention, the welding current value is lowered at the corner portion, and the change in the wire feeding speed due to it is taken into consideration. It is obtained by the time that the welding speed v c according to the above (1), and containing a predetermined distance l to the corner portion on the rotation period of the Joint core 30.

再び、第1図に戻って、仕口コア30の回転について説明
すると、溶接トーチ1がB点に到達した時に、ポジシ
ョナによりO点を中心に90°回転させる。同時に、この
回転動作に同期させて溶接トーチ1を動かす(第1図
(b),第2図参照)。また、溶接電流値及びワイヤ送
給速度も上述のようにそれぞれ直線部のときよりも小さ
くした値I及びvfcに切り替えられていることはいう
までもない。また、仕口コア30の回転動作中第1コーナ
ー部12aの溶接速度vは上記(1)式を満足するよう制御
される。ところで、B点の運動軌跡B−B−B(1
5)は判っているので、トーチ1の運動軌跡もこのB点
の運動軌跡15から容易に求められるとともに、仕口コア
30の回転中における溶接速度vは、B点の移動速度つ
まりポジショナの回転速度(既知)から相対的に上記
(1)式を満足するように制御することができる。
Returning to FIG. 1 again, the rotation of the joint core 30 will be described. When the welding torch 1 reaches the point B 1 , the position is rotated by 90 ° about the point O by the positioner. At the same time, the welding torch 1 is moved in synchronization with this rotating operation (see FIG. 1 (b) and FIG. 2). Needless to say, the welding current value and the wire feeding speed are also switched to the values I c and v fc that are smaller than those in the case of the straight portion as described above. Further, welding speed v c of the first corner portion 12a during the rotation of the Joint core 30 is controlled so as to satisfy the above equation (1). By the way, the locus of motion B 0 −B−B 2 (1
Since 5) is known, the trajectory of the torch 1 can be easily obtained from the trajectory 15 of this point B, and
The welding speed v c during the rotation of 30 is the above relative to the moving speed of the point B, that is, the rotational speed (known) of the positioner.
It can be controlled so as to satisfy the equation (1).

任意の1つのコーナーの円弧部において溶接速度v
実現する手段について説明すると、第7図において L:溶接線の縦辺の長さ L:溶接線の横辺の長さ R:円弧部の曲率中心の回転半径 r:円弧部の半径 とすると、 1つのコーナーの円弧部の長さ=πr/2 その円弧部を溶接するときのロボットの移動距離=πR
/2 ここで、 =Lのときは したがって、溶接速度vを実現するためのロボット移
動速度vc(Rob)は、 となる。したがって、コーナー部入口にトーチが到達し
たときポジショナを回転し始め、ロボットは半径Rの円
弧上を速度R/r×vで移動すればよい。
Explaining the means for realizing the welding speed v c in the arc portion of any one corner, in FIG. 7, L 1 : the length of the vertical side of the welding line L 2 : the length of the horizontal side of the welding line R: arc Radius of curvature of the center of curvature of the part r: radius of arc part, length of arc part at one corner = πr / 2 Robot movement distance when welding the arc part = πR
/ 2 where When L 1 = L 2 Therefore, the robot moving speed v c (Rob) for realizing the welding speed v c is Becomes Therefore, begin to rotate the positioner when the torch in the corner portion inlet has reached, the robot may be moved on the arc of a radius R at a rate R / r × v c.

なお、ポジショナの回転速度はトーチが1つのコーナー
部の円弧上を移動する間(t)に90°回転すればよいの
で、 となり、ポジショナの回転角速度は、 となる。
It should be noted that the rotation speed of the positioner may be 90 ° while the torch moves on the arc of one corner (t), The rotational angular velocity of the positioner is Becomes

第1コーナー部12aの終点Cに溶接トーチ1が到達した
時には溶接速度を上記のvからvへ切り替え、かつ
溶接電流値及びワイヤ送給速度もそれぞれ上記のI
らより高いIへ、vfcからより速いvfsへ切り替え、
この溶接速度vで次の第2直線部11bを溶接する(第
1図(c)参照)。以後、上記と同様に第2コーナー部
12b,第3直線部11c,第3コーナー部12c,第4直線部11d,
及び第4コーナー部12dの順に溶接し、第1直線部11aの
溶接開始点Aに戻って一周する。2層目以降は上記の動
作を繰り返すことになる。このようにして仕口コア30を
全周連続で自動溶接することができる。
When the welding torch 1 reaches the end point C of the first corner portion 12a, the welding speed is switched from v c to v s , and the welding current value and the wire feeding speed are also changed from I c to a higher I s . , Switch from v fc to faster v fs ,
The next second straight portion 11b is welded at this welding speed v s (see FIG. 1 (c)). After that, as in the above, the second corner
12b, third straight portion 11c, third corner portion 12c, fourth straight portion 11d,
Then, the welding is performed in the order of the fourth corner portion 12d, and returns to the welding start point A of the first straight portion 11a to make one round. The above operation is repeated for the second and subsequent layers. In this way, the joint core 30 can be automatically welded over the entire circumference.

次に、第8図は上記の自動溶接を行う溶接装置の斜視図
であり、本装置は、多関節の溶接ロボット20と、仕口コ
ア30を取り付けロボット20と同期動作を行うポジショナ
24とから構成されている。
Next, FIG. 8 is a perspective view of a welding apparatus for performing the above-described automatic welding. This apparatus is a positioner for performing a synchronous operation with the multi-joint welding robot 20 and the joint core 30 attached.
It consists of 24 and.

ポジショナ24は、仕口コア30を水平に片持ち状に取り付
ける回転テーブル25を有し、この回転テーブル25により
仕口コア30を所定角度回転させる。その動作は前述した
ように溶接ロボット20の動作に同期させて行う。
The positioner 24 has a rotary table 25 on which the joint core 30 is horizontally mounted in a cantilever manner. The rotary table 25 rotates the joint core 30 by a predetermined angle. The operation is performed in synchronization with the operation of the welding robot 20 as described above.

以上の説明から明らかなように、溶接線10は四角形のも
のに限らず、多角形すなわち三角形、五角形、六角形等
のものにも同様に適用できるものである。
As is clear from the above description, the welding line 10 is not limited to a quadrangular shape, but can be similarly applied to a polygonal shape, that is, a triangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, or the like.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、溶接線が鉛直面内に置か
れかつ直線部と円弧部を含む角型部材に対し、溶接ロボ
ットとポジショナを使用し全周連続で自動溶接すること
ができ、しかも円弧部における溶接電流値を直線部のと
きより低くし、かつ溶接速度vを直線部の溶接速度v
に対して前記(1)式を満足するように切り替え、かつ
角型部材の回転時期を円弧部上に所定の距離lだけ入っ
た時として該円弧部を溶接することとしたので、円弧部
における溶融プールが小さくなり、その重心位置がアー
ク点に近づくとともに、その重心位置における接線が常
に水平となるため、上進溶接の状態を完全に解消でき、
その結果、直線部と同じビード高さで、かつそのビード
形状を平滑にすることができるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a welding robot and a positioner are used to continuously and automatically perform welding on a square member whose welding line is placed in a vertical plane and which includes a straight line portion and a circular arc portion. Welding is possible, the welding current value in the arc portion is lower than that in the straight portion, and the welding speed v c is the welding speed v in the straight portion.
Since s is switched so as to satisfy the above formula (1) and the rotation time of the rectangular member enters the arc portion by a predetermined distance l, the arc portion is welded. The molten pool in becomes smaller, its center of gravity approaches the arc point, and the tangent at that center of gravity is always horizontal, so the state of upward welding can be completely eliminated,
As a result, there is an effect that the bead height can be made smooth with the same bead height as the straight line portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図(a)〜(c)は本発明による角型部材の自動溶
接方法の動作説明図、第2図はコーナー部(円弧部)に
おける角型部材の回転時期を示した説明図、第3図はコ
ーナー部の溶接速度を求めるための説明図、第4図はア
ーク点と溶融プールの重心位置までの距離lの関係図、
第5図(a),(b)は角型部材の回転時溶融プールの
重心位置における接線が傾斜角を示す状態及びその傾斜
角の変化状態を示した図、第6図(a),(b)は溶融
プールが大きいときのコーナー部のビード形状を示した
図、第7図は円弧部で溶接速度vを実現する手段に用
いる図、第8図は本発明の自動溶接方法に使用する溶接
装置の斜視図、第9図は仕口コアの使用状態を示した
図、第10図は仕口コアの斜視図、第11図は仕口コアにお
ける開先の断面図である。 1…溶接トーチ 2…電極ワイヤ 3…アーク点 4…溶融プール 10…溶接線 11a〜11d…直線部 12a〜12d…コーナー部(円弧部) 20…溶接ロボット 21…アーム 24…ポジショナ 25…回転テーブル 30…仕口コア 33…開先
1 (a) to 1 (c) are explanatory views of the operation of the method for automatically welding a square member according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing the rotation timing of the square member at a corner portion (arc portion), FIG. 3 is an explanatory diagram for obtaining the welding speed at the corner portion, and FIG. 4 is a relational diagram of the distance l between the arc point and the center of gravity of the molten pool,
FIGS. 5 (a) and 5 (b) are views showing a state in which the tangent line at the center of gravity of the molten pool at the time of rotation of the square member indicates an inclination angle and a state in which the inclination angle changes, and FIGS. b) is a diagram showing the bead shape of the corner portion when a large melt pool, Fig. 7 is a diagram used means for implementing the welding speed v c in the circular arc portion, FIG. 8 is used in an automatic welding process of the present invention 9 is a perspective view of the joint core, FIG. 10 is a perspective view of the joint core, and FIG. 11 is a sectional view of the groove in the joint core. 1 ... Welding torch 2 ... Electrode wire 3 ... Arc point 4 ... Molten pool 10 ... Welding line 11a-11d ... Straight line part 12a-12d ... Corner part (arc part) 20 ... Welding robot 21 ... Arm 24 ... Positioner 25 ... Rotary table 30 ... Connection core 33 ... Groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 健一郎 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (72)発明者 金山 秀明 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichiro Yamashita, 20 Ishigane Co., Ltd., Toyama City, Toyama Prefecture (72) Hideaki Kanayama 20, 20 Ishigane, Toyama City, Toyama Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶接線が鉛直面内に置かれかつ直線部と円
弧部を含む角型部材の自動溶接において、 溶接ロボットと、前記角型部材を取り付けそれを所定角
度回転する手段を含むポジショナとを使用して開先を溶
接し、この場合前記溶接線の円弧部においては溶接電流
値を直線部のときより低くして溶接し、かつ直線部及び
円弧部における溶接速度をそれぞれv,vとし、また
電極ワイヤの送給速度をそれぞれvfs,vfcとするとき、
該円弧部における溶接速度vが次式を満足するように
前記角型部材を前記溶接ロボットの動作と同期させて回
転させ、さらにその回転時期を溶接時のアーク点がアー
ク点から溶融プールの重心位置までの距離lだけ前記直
線部から円弧部上に入った時として該円弧部を溶接する
ことを特徴とする角型部材の自動溶接方法。 ただし、h:溶接ビードの高さ r:前記円弧部の第i層目の溶接ビードの内周半径
1. In automatic welding of a square member having a welding line in a vertical plane and including a straight line portion and a circular arc portion, a welding robot and a positioner including a means for mounting the square member and rotating the square member by a predetermined angle. Are used to weld the groove, and in this case, in the arc portion of the welding line, the welding current value is made lower than that in the straight portion, and the welding speed in the straight portion and the arc portion are respectively set to v s , v c and the feeding speeds of the electrode wires are v fs and v fc , respectively,
Welding speed v c in the arcuate portion is rotated the angle-shaped member is synchronized with the operation of the welding robot so as to satisfy the following equation, further the rotation timing arc point during welding of the molten pool from the arc point An automatic welding method for a rectangular member, characterized in that the arc portion is welded when the arc portion is entered from the straight portion by a distance 1 to the position of the center of gravity. Here, h: height of weld bead r i : inner radius of weld bead of i-th layer of arc portion
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